Техническая спецификация LTST-S327TBKFKT - Двухцветный SMD светодиод (синий и оранжевый) - 20мА/25мА - 76мВт/62.5мВт

1. Обзор продукта

LTST-S327TBKFKT — это компактный двухцветный светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для современных электронных приложений, требующих экономии места и автоматизированной сборки. Устройство объединяет два различных полупроводниковых чипа в одном корпусе: чип InGaN (нитрид индия-галлия) для синего свечения и чип AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для оранжевого свечения. Такая конфигурация позволяет реализовать двухцветную индикацию в пределах одного посадочного места компонента, упрощая проектирование печатной платы и сокращая количество деталей.

Основной рынок для данного светодиода включает портативные и носимые устройства, телекоммуникационное оборудование, компьютерную периферию и различную бытовую электронику, где требуется индикация состояния, подсветка или символическая подсветка. Его совместимость с высокопроизводительными автоматизированными установочными машинами и стандартными процессами пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне делает его идеальным для экономически эффективного производства.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Интеграция двух цветов:Объединяет синий и оранжевый источники света в одном корпусе стандарта EIA, обеспечивая универсальные функции сигнализации и отображения.
• Высокояркие чипы:Использует передовые технологии полупроводников InGaN и AlInGaP для обеспечения высокой силы света с типичными значениями 45 мкд (синий) и 90 мкд (оранжевый) при токе 20 мА.
• Готовность к производству:Поставляется на 8-мм ленте, намотанной на 7-дюймовые катушки, что облегчает автоматизированную сборку. Конструкция корпуса совместима с профилями инфракрасной пайки оплавлением, включая бессвинцовые процессы.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт соответствует директиве об ограничении использования опасных веществ (RoHS).
• Широкий угол обзора:Обеспечивает типичный угол обзора (2θ1/2) 130 градусов для обоих цветов, обеспечивая широкую видимость.

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод подходит для широкого спектра применений, где требуется надежное, компактное индикаторное освещение. Ключевые области применения включают:

• Индикаторы состояния:Индикаторы питания, подключения, заряда батареи или режима работы в телефонах, маршрутизаторах и сетевом оборудовании.
• Подсветка клавиатур/клавишных панелей:Обеспечение подсветки клавиш в условиях слабого освещения.
• Бытовая и офисная электроника:Индикаторы в бытовой технике, принтерах и аудиовизуальном оборудовании.
• Панели управления промышленного оборудования:Сигнальные лампы для индикации состояния машин или предупреждений.

2. Подробный анализ технических параметров

Детальное изучение электрических и оптических характеристик имеет решающее значение для правильного проектирования схемы и прогнозирования производительности.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не рекомендуется.

• Рассеиваемая мощность (Pd):Синий: 76 мВт, Оранжевый: 62.5 мВт. Это максимальная мощность, которую светодиод может рассеивать в виде тепла при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.
• Прямой ток:Номинальный постоянный прямой ток (IF) составляет 20 мА для синего чипа и 25 мА для оранжевого чипа. Более высокий пиковый прямой ток 100 мА (синий) и 60 мА (оранжевый) допустим в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Температурные диапазоны:Эксплуатация: от -20°C до +80°C. Хранение: от -30°C до +100°C.
• Предел пайки:Устройство выдерживает инфракрасную пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение максимум 10 секунд.

2.2 Электрические и оптические характеристики (Ta=25°C)

Это типичные параметры производительности в стандартных условиях испытаний.

• Сила света (Iv):Измеряется в милликанделах (мкд) при IF=20мА. Синий чип имеет диапазон от 28.0 мкд (мин.) до 180.0 мкд (макс.) с типичным значением 45.0 мкд. Оранжевый чип имеет диапазон от 45.0 мкд до 180.0 мкд с типичным значением 90.0 мкд.
• Прямое напряжение (Vf):При IF=20мА, Vf для синего составляет от 2.8В (мин.) до 3.8В (макс.). Для оранжевого — от 1.6В (мин.) до 2.4В (макс.). Конструкторы должны обеспечить, чтобы схема управления могла подавать достаточное напряжение.
• Длина волны:Пиковая длина волны излучения (λp) составляет типично 468 нм для синего и 611 нм для оранжевого. Доминирующая длина волны (λd), определяющая воспринимаемый цвет, составляет типично 470 нм для синего и 605 нм для оранжевого.
• Спектральная ширина:Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет типично 25 нм для синего и 17 нм для оранжевого, что указывает на спектральную чистоту излучаемого света.
• Обратный ток (Ir):Максимум 10 мкА при обратном напряжении (Vr) 5В. Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения единообразия яркости светодиоды сортируются в группы (бины) на основе измеренной силы света. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости для их применения.

3.1 Сортировка по силе света

Код бина определяет минимальный и максимальный диапазон силы света. В пределах каждого бина применяется допуск +/-15%.

Для синего чипа:

• Бин N: 28.0 – 45.0 мкд
• Бин P: 45.0 – 71.0 мкд
• Бин Q: 71.0 – 112.0 мкд
• Бин R: 112.0 – 180.0 мкд

Для оранжевого чипа:

• Бин P: 45.0 – 71.0 мкд
• Бин Q: 71.0 – 112.0 мкд
• Бин R: 112.0 – 180.0 мкд
• Бин S: 180.0 – 280.0 мкд

При спецификации или заказе код бина гарантирует получение светодиодов с яркостью в желаемом диапазоне. Для применений, требующих единообразного внешнего вида нескольких светодиодов, рекомендуется указывать узкий бин (например, Q или R).

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графические данные приведены в спецификации, описанные типичные зависимости критически важны для понимания поведения устройства в различных условиях.

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Зависимость I-V нелинейна. Как для синего (InGaN), так и для оранжевого (AlInGaP) чипов прямое напряжение увеличивается с ростом тока. Синий чип демонстрирует более высокое напряжение включения и рабочее напряжение (~3.2В типично) по сравнению с оранжевым чипом (~2.0В типично). Эта разница должна учитываться в последовательных или параллельных схемах управления.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Сила света примерно пропорциональна прямому току в рекомендуемом рабочем диапазоне. Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за повышенного тепловыделения. Работа на рекомендуемом постоянном токе или ниже него обеспечивает оптимальную яркость и долговечность.

4.3 Температурная зависимость

Характеристики светодиода чувствительны к температуре. При увеличении температуры перехода:

• Сила света уменьшается:Выходной световой поток падает. Снижение номинала более выражено при более высоких температурах окружающей среды или токах.
• Прямое напряжение уменьшается:Vf обычно имеет отрицательный температурный коэффициент.
• Смещение длины волны:Пиковая длина волны может незначительно смещаться с температурой, что потенциально влияет на восприятие цвета в критичных применениях.

Правильное управление тепловым режимом на печатной плате необходимо для поддержания стабильной производительности.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Физические размеры и конструктивные детали жизненно важны для разводки печатной платы и сборки.

5.1 Габариты корпуса и назначение выводов

Устройство соответствует отраслевому стандарту корпуса для поверхностного монтажа. Ключевые размеры включают размер корпуса и расстояние между выводами. Все размерные допуски составляют ±0.1 мм, если не указано иное. Назначение выводов четко определено: вывод A1 является анодом для синего чипа, а вывод A2 — анодом для оранжевого чипа. Катоды являются общими или сконфигурированы в соответствии с внутренней конструкцией корпуса (обратитесь к схеме корпуса для точного определения точки общего соединения).

5.2 Рекомендуемая контактная площадка ПП и полярность

Предоставлена рекомендуемая разводка контактных площадок для обеспечения надежного формирования паяного соединения во время оплавления. Конструкция площадки учитывает правильное формирование паяного валика и выравнивание компонента. Маркировка полярности на устройстве (обычно точка, выемка или скошенный край) должна быть совмещена с соответствующей маркировкой на шелкографии печатной платы для обеспечения правильного электрического соединения.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Соблюдение рекомендуемых процедур пайки критически важно для предотвращения повреждений.

6.1 Профиль инфракрасной пайки оплавлением

Для бессвинцовых процессов сборки предоставлен рекомендуемый профиль оплавления. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев:150-200°C до 120 секунд для постепенного нагрева платы и активации флюса.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Время, в течение которого выводы компонента подвергаются воздействию температур выше точки плавления припоя, должно контролироваться, с максимумом 10 секунд при пиковой температуре. Устройство не должно подвергаться более чем двум циклам оплавления.

Профиль должен быть разработан и проверен для конкретной сборки печатной платы с учетом толщины платы, плотности компонентов и используемой паяльной пасты.

6.2 Ручная пайка (паяльником)

Если необходим ручной ремонт, используйте паяльник с регулируемой температурой, установленной на максимум 300°C. Время пайки на выводе не должно превышать 3 секунды на соединение. Нагревайте контактную площадку печатной платы, а не непосредственно корпус светодиода, чтобы минимизировать термические напряжения.

6.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, используйте только одобренные растворители. Допустимо погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время менее одной минуты. Агрессивные или неуказанные химикаты могут повредить эпоксидную линзу или корпус.

6.4 Хранение и обращение

• Меры предосторожности от ЭСР:Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). Обращайтесь с соответствующими мерами защиты от ЭСР: используйте заземляющие браслеты, антистатические коврики и правильно заземленное оборудование.
• Чувствительность к влаге:Корпус имеет уровень чувствительности к влаге (MSL). Если оригинальный влагозащитный пакет вскрыт, компоненты должны быть использованы в течение одной недели (MSL3). Для более длительного хранения вне оригинального пакета перед пайкой необходимо выполнить прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения \"вспучивания\" во время оплавления.
• Условия хранения:Храните в прохладном, сухом месте. Для вскрытых упаковок окружающая среда не должна превышать 30°C и 60% относительной влажности.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации ленты и катушки

Продукт поставляется для автоматизированной сборки. Ключевые детали упаковки включают:

• Ширина ленты:8 мм.
• Размер катушки:Диаметр 7 дюймов.
• Количество на катушке:3000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):Для количеств меньше полной катушки доступен минимум 500 штук в виде остатков.
• Стандарт упаковки:Соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Пустые ячейки в ленте закрыты защитной верхней крышкой.

8. Соображения по проектированию приложений

8.1 Проектирование схемы управления

Всегда управляйте светодиодами с помощью источника постоянного тока, а не постоянного напряжения, чтобы обеспечить стабильный световой выход и предотвратить тепловой разгон. Для базовых применений можно использовать простой последовательный резистор, рассчитанный как R = (Vпитания - Vf) / If. Для синего светодиода при 20мА, питании 5В и типичном Vf 3.2В: R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 Ом. Для оранжевого светодиода при 20мА и типичном Vf 2.0В: R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ом. Специализированные микросхемы драйверов светодиодов обеспечивают лучшую эффективность и управление для приложений с несколькими светодиодами или регулировкой яркости.

8.2 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечение адекватного теплоотвода через медные площадки печатной платы является хорошей практикой, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при работе, близкой к максимальному току. Это помогает поддерживать силу света и продлевает срок службы.

8.3 Оптическое проектирование

Широкий угол обзора 130 градусов делает этот светодиод подходящим для применений, требующих широкой зоны видимости. Для сфокусированных лучей могут потребоваться вторичная оптика (линзы, световоды). Прозрачная линза обеспечивает истинный цвет чипа.

9. Техническое сравнение и дифференциация

LTST-S327TBKFKT предлагает конкретные преимущества в своем классе:

• Два чипа против двух отдельных светодиодов:Экономит место на печатной плате и стоимость сборки по сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов.
• Технология чипов:Использует высокоэффективные материалы InGaN и AlInGaP, обеспечивая хорошую яркость при потребляемом токе.
• Совместимость с процессами:Полная совместимость со стандартными линиями поверхностного монтажа, включая жесткие бессвинцовые профили оплавления, снижает производственные барьеры.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Могу ли я одновременно питать оба цвета полным током?

Нет. Необходимо учитывать предельные эксплуатационные параметры по рассеиваемой мощности (76 мВт синий, 62.5 мВт оранжевый) и тепловую конструкцию корпуса. Одновременная работа обоих чипов на их максимальном постоянном токе (20мА синий, 25мА оранжевый) приведет к значительному выделению тепла. Рекомендуется обратиться к кривым снижения номинала или работать на более низких токах, если оба светодиода должны быть включены постоянно.

10.2 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λp) — это длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность. Доминирующая длина волны (λd) — это длина волны монохроматического света, который выглядел бы для человеческого глаза таким же цветом, как и излучение светодиода, рассчитанная по диаграмме цветности CIE. λd часто более актуальна для спецификации цвета.

10.3 Как интерпретировать код бина при заказе?

Укажите желаемый код бина для каждого цвета (например, Синий: Бин P, Оранжевый: Бин Q), чтобы гарантировать получение светодиодов с силой света в соответствующем диапазоне. Это крайне важно для достижения равномерной яркости в массиве светодиодов.

11. Пример проектирования и использования

Сценарий: Двухстатусный индикатор для беспроводного устройства

Разработчику нужен один компонент для индикации как \"Подключение Bluetooth\" (мигающий синий), так и \"Низкий заряд батареи\" (постоянный оранжевый) на компактном носимом устройстве.

Реализация:LTST-S327TBKFKT размещается на основной печатной плате. Вывод GPIO микроконтроллера управляет анодом синего светодиода (A1) через токоограничивающий резистор 100 Ом. Другой вывод GPIO управляет анодом оранжевого светодиода (A2) через резистор 150 Ом. Общий катод подключен к земле. Прошивка микроконтроллера управляет режимом мигания синего светодиода и включает оранжевый светодиод, когда напряжение батареи падает ниже порога. Это решение использует минимальное место на плате, требует только двух выводов микроконтроллера и упрощает спецификацию материалов.

12. Принцип работы

Светоизлучающие диоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. Это явление, называемое электролюминесценцией, происходит, когда электроны рекомбинируют с дырками внутри устройства, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный цвет света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала. Чип InGaN имеет более широкую запрещенную зону, излучая фотоны более высокой энергии, воспринимаемые как синий свет. Чип AlInGaP имеет более узкую запрещенную зону, излучая фотоны более низкой энергии, воспринимаемые как оранжевый/красный свет. Оба чипа размещены в одном эпоксидном корпусе с прозрачной линзой, которая не изменяет излучаемый цвет.

13. Технологические тренды

Развитие SMD светодиодов, таких как LTST-S327TBKFKT, обусловлено несколькими текущими тенденциями в электронике:

• Миниатюризация:Постоянный спрос на уменьшение размеров корпусов для создания более компактных конечных продуктов.
• Повышение эффективности:Достижения в области эпитаксии полупроводников и проектирования чипов приводят к более высокой световой отдаче (больше светового потока на ватт электрической мощности).
• Интеграция нескольких чипов:Объединение более двух цветов (например, RGB) или интеграция управляющей схемы (например, адресуемые светодиоды) в одном корпусе становится все более распространенным.
• Повышенная надежность:Улучшение материалов и процессов корпусирования приводит к увеличению срока службы и лучшей производительности в жестких условиях окружающей среды.
• Расширение спектра:Исследования новых материалов, таких как перовскиты и квантовые точки, направлены на расширение доступного цветового диапазона и качества цветопередачи светодиодов.